带电球体的电势能如何计算?

如题所述

不妨假设q>0
那么靠近q电荷的半边球会感应出负电荷,远离q电荷的半边球会感应出正电荷,此时导体球内部会形成一个电场,电场线的方向由正电荷指向负电荷,而这个感应出来的的电场正好与放在球外的q电荷在导体球内所形成的电场大小相等,方向相反。也就是说,此时导体球内部场强处处为0,这个也就是我们经常说的导体球球已经静电平衡。
因为导体球已经达到了静电平衡,也就是说到导体球是个等势体,所以我们不妨计算导体球球心处的电势。
我们知道带电导体球在球心处的电势公式等于Q/4πε0R,因为导体球并没有接地,在球外电荷q的作用下只是使得导体球内的自由电荷重新排布,但是总电荷Q还是为零,所以导体球本身在球心处的形成的电势为0。因此导体球的电势就等于球外电荷q在球心处形成的电势,即q/4πε0a
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